JPH0969525A

JPH0969525A - 金属配線の処理方法

Info

Publication number: JPH0969525A
Application number: JP22344595A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kusumi; 嘉宏楠見; Nobuo Fujiwara; 伸夫藤原; Satoshi Iida; 里志飯田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】金属配線の形成において、腐食に対するマー
ジンを拡大することができる処理方法を得る。【解決手段】加熱試料台１５は２００℃に保持されて
おり、ガス導入口１９より水蒸気を導入すると共に、真
空排気口１８より排気を行い、減圧加熱チャンバ１４内
を所定のガス圧力に保つ。所定の加熱保持時間終了後、
減圧加熱チャンバ１４内を真空排気し、被処理物９は真
空搬送系２０を介して冷却チャンバ２１内の冷却試料台
２２の所定の位置に搬送される。そしてガス導入口２４
より乾燥空気若しくは窒素を導入し、常圧の状態で被処
理物９を常温になるまで保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法時における金属配線の処理、特にアルミニウムまた
は銅を主成分とする金属配線をレジストパターンに基づ
いてエッチングした後の処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置において、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を用いた金属配線層の形成方
法は、具体的には以下のように行われる。

【０００３】まず所定の拡散層もしくは絶縁膜等が形成
された半導体基板上に対し、スパッタ法、ＣＶＤ法等に
より、第１の薄いチタン金属膜、アルミニウム合金膜、
第２の薄いチタン金属膜の構造からなる金属配線層を更
に形成する。そして第２の薄いチタン金属膜上に、フォ
トグラフィー工程によって所定形状のフォトレジスト膜
を形成する（パターニング）。

【０００４】次に、パターニングされたフォトレジスト
膜をマスクにし、金属配線層に対してドライエッチング
を行う。このドライエッチングには反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法が用いられる。ドライエッチング時の
雰囲気は、一般には減圧下で三塩化ホウ素（ＢＣｌ₃）
と塩素（Ｃｌ₂）の混合ガス、もしくはその混合ガスに
微量のフロン系ガス（例えばＣＦ₄又はＣＨＦ₃）を添加
したガスを用いる。このドライエッチングにより金属配
線層が所望のパターンにエッチングされる。

【０００５】そしてドライエッチングを施された半導体
基板に対し、所定の処理を付帯してフォトレジスト膜の
除去を行う。ドライエッチング後のこれらの処理として
は、以下の種々の工程が提案されている。

【０００６】減圧状態を破らずに連続して、酸素プラ
ズマのアッシングによりマスクとして用いられたフォト
レジスト膜を除去し、その後純水リンス、又はアルカリ
洗浄を行う。

【０００７】減圧状態を破らずに連続して、酸素プラ
ズマのアッシングによりマスクとして用いられたフォト
レジスト膜を除去し、その後ホットプレート等により２
００〜３００℃に加熱、あるいはホットプレート等によ
り２００〜３００℃に加熱しながら紫外線を照射する。
かかる技術は例えば特開平２−１３５７３２号公報にお
いて開示されている。

【０００８】減圧状態を破らずに連続して、酸素ガス
とフッ素系ガスの混合ガスプラズマを用いてアッシング
を行い、マスクとして用いられたフォトレジスト膜を除
去しつつ残留塩素をフッ素へと置換する。

【０００９】上記の処理を行い、更にその後、減圧
状態を破らずに連続して、水蒸気雰囲気で加熱する。か
かる技術は例えば特開平３−４１７２８号公報において
開示されている。

【００１０】減圧状態を破らずに連続して、アルコー
ルなどのＨ原子を含むガスをプラズマ化させて残留塩素
を除去し、その後酸素を含むガスをプラズマ化させてマ
スクとして用いられたフォトレジスト膜を除去する。か
かる技術は例えば特開平５−２２６２９９号公報におい
て開示されている。

【００１１】エッチングの後、Ｎ₂雰囲気において加
熱処理を施してフォトレジスト膜に吸着したＣｌを飛ば
す。かかる技術は例えば特開昭６４−１５９３２号公報
において開示されている。

【００１２】その後、更に特殊な化学薬品（例えばテト
ラメチルアンモニウム、ハイドロオキシサイド等）を用
いた薬液処理と、その後に純水水洗処理が行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の方法では、残留塩素を完全に除去するこ
とができない。このため、残留塩素によって薬液処理前
に金属配線層が腐食したり、或いはフォトレジスト膜の
残渣が薬液処理後にも存在したりするので、Ａｌを主成
分としてＣｕを含む配線の信頼性が低下する。

【００１４】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、Ａｌを主成分としてＣｕを含む
配線、或いはＣｕを主成分とする配線の形成において、
腐食に対するマージンを拡大し、更に望ましくはレジス
トの除去性の向上をも得ることができる金属配線の処理
方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは金属配線の処理方法であって、（ａ）基
板上に設けられたアルミニウム及び銅の少なくとも一方
を主成分とする配線層を、ハロゲンを含む第１の反応ガ
スを用い、フォトレジストをマスクとし、所定のパター
ンにドライエッチングする工程と、（ｂ）前記基板を、
ＯＨ基を含むガスを少なくとも有する雰囲気で加熱処理
する工程とを備える。

【００１６】この発明のうち請求項２にかかるものは、
請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記ＯＨ
基を含むガスはオキソ酸類［ＸＯｍ（ＯＨ）ｎ；Ｘはハ
ロゲン以外の任意の元素、ｍ，ｎは原子価］である。

【００１７】この発明のうち請求項３にかかるものは、
請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記ＯＨ
基を含むガスはＨ₂Ｏガスである。そして、前記工程
（ｂ）の後に（ｃ）前記基板に対して、少なくともＯ₂
ガスを含む第２の反応ガスを曝し、前記フォトレジスト
をアッシングする工程と、（ｄ）前記基板を常圧にて冷
却する工程とを更に備える。

【００１８】この発明のうち請求項４にかかるものは金
属配線の処理方法であって、（ａ）基板上に設けられた
アルミニウム及び銅の少なくとも一方を主成分とする配
線層を、ハロゲンを含む第１の反応ガスを用い、フォト
レジストをマスクとし、所定のパターンにドライエッチ
ングする工程と、（ｂ）前記基板を加熱、加圧下で、少
なくともＨ₂ Ｏガスを含む雰囲気に曝す工程と、（ｃ）
前記基板に対して、少なくともＯ₂ ガスを含む第２の反
応ガスを曝し、前記フォトレジストをアッシングする工
程とを備える。

【００１９】この発明のうち請求項５にかかるものは金
属配線の処理方法であって、（ａ）基板上に設けられた
アルミニウム及び銅の少なくとも一方を主成分とする配
線層を、ハロゲンを含む第１の反応ガスを用い、フォト
レジストをマスクとし、所定のパターンにドライエッチ
ングする工程と、（ｂ）前記基板を加圧下で、少なくと
もＨ₂ＯガスとＮ₂ガスとを含む雰囲気で加熱処理する工
程と、（ｃ）前記基板に対して、少なくともＯ₂ ガスを
含む第２の反応ガスを曝し、前記フォトレジストをアッ
シングする工程とを備える。

【００２０】この発明のうち請求項６にかかるものは、
請求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載の金属配線
の処理方法であって、前記第２の反応ガスは、Ｎ₂ガス
をも含む。

【００２１】この発明のうち請求項７にかかるものは、
請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記工程
（ｂ）の後に（ｃ）前記基板を、少なくとも硝酸を含む
ガス雰囲気にて加熱処理を行う工程を更に備える。

【００２２】この発明のうち請求項８にかかるものは、
請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記工程
（ｂ）の後に（ｃ）前記基板にオゾンを供給し、前記金
属配線の表面を酸化させる工程を更に備える。

【００２３】この発明のうち請求項９にかかるものは、
請求項８記載の金属配線の処理方法であって、前記工程
（ｃ）は（ｃ−１）前記基板を、少なくとも酸素を含む
ガス雰囲気にて紫外線を照射しつつ加熱処理を行う工程
を有する。

【００２４】この発明のうち請求項１０にかかるもの
は、請求項８記載の金属配線の処理方法であって、前記
工程（ｃ）は（ｃ−１）前記基板を純水にオゾンを溶か
したオゾン水に浸漬する工程を有する。

【００２５】この発明のうち請求項１１にかかるもの
は、請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記
工程（ｂ）は、前記ＯＨ基を含むガスが吸収する波長を
有する光を照射しつつ行う。

【００２６】この発明のうち請求項１２にかかるもの
は、請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記
工程（ｂ）は、前記ＯＨ基を含むガスが吸収する波長に
対応するエネルギーを有する荷電粒子ビームを照射しつ
つ行う。

【００２７】この発明のうち請求項１３にかかるもの
は、請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記
工程（ｂ）において前記ＯＨ基を含むガスはプラズマ化
され、前記雰囲気はＯ₂ガスを更に有する。

【００２８】この発明のうち請求項１４にかかるもの
は、請求項１記載の金属配線の処理方法であって、前記
工程（ｂ）において、前記雰囲気はプラズマ化された不
活性ガスを更に有し、前記ＯＨ基を含むガスは前記プラ
ズマ化された不活性ガスによって解離される。

【００２９】この発明のうち請求項１５にかかるもの
は、請求項１４記載の金属配線の処理方法であって、前
記雰囲気はＯ₂ ガスを更に有する。

【００３０】この発明のうち請求項１６にかかるもの
は、請求項１記載の金属配線の処理方法であって、
（ｃ）前記基板に対して、少なくともＯ₂ ガスを含む第
２の反応ガスを曝し、前記フォトレジストをアッシング
する工程と、（ｄ）前記基板を、Ｈ₂Ｏガスを有する雰
囲気で加熱処理する工程とを更に備える。

【００３１】この発明のうち請求項１７にかかるもの
は、請求項１記載の金属配線の処理方法であって、
（ｃ）前記基板に対して、少なくともＯ₂ ガスとＨ₂Ｏ
ガスとを含む第２の反応ガスを曝し、前記フォトレジス
トをアッシングしつつ加熱処理する工程を更に備える。

【００３２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１における製
造装置１０１を示す構成図である。製造装置１０１はエ
ッチングチャンバ６、減圧加熱チャンバ１４、冷却チャ
ンバ２１、アッシングチャンバ２６の４つのチャンバを
備えており、これらはこの順に、真空搬送系１３，２
０，２５で連結されている。

【００３３】エッチングチャンバ６には導波管２によっ
てμ波発振器１が接続され、石英のμ波導入窓３を介し
てプラズマ生成室４にμ波が導入される。プラズマ生成
室４の周囲にはコイル５が設けられている。プラズマ生
成室４にはガス導入口１２を介してエッチング処理ガス
が導入される。その一方、真空排気口８によってエッチ
ングチャンバ６内は排気される。被処理物（例えば半導
体ウエハ）９はエッチング試料台７に載置され、マッチ
ングボックス１０を介してｒｆ電源１１がエッチング試
料台７に接続される。

【００３４】減圧加熱チャンバ１４はガス導入口１９か
ら所定のガスが導入されると共に、真空排気口１８から
排気される。被処理物９を載置する加熱試料台１５は、
ヒーター電源１７に接続されたヒーター１６によって加
熱される。

【００３５】冷却チャンバ２１はガス導入口２４から所
定のガスが導入される。真空排気口２３から排気するこ
とも可能である。被処理物９は冷却試料台２２上に載置
される。

【００３６】アッシングチャンバ２６にはガス導入管３
１を用いて反応ガス導入口２９から反応ガスが導入され
ると共に、真空排気口２８から排気される。被処理物９
はアッシング試料台２７上に載置される。ガス導入管３
１には導波管３２によってμ波発振器３３からμ波が導
波され、放電領域３０においてμ波放電が生起される。

【００３７】上記のように構成された製造装置１０１に
おいて、ドライエッチングからアッシングまでがどのよ
うに行われるかについて以下で具体的に説明する。ここ
では被処理物９は、所定の構造を有する基板の上に、バ
リアメタルであるチタンを１５ｎｍと第１の窒化チタン
膜を１００ｎｍ積層し、その上にＣｕの含有率が０．５
％のＡｌＣｕ合金を形成し、更にその上に反射防止膜で
ある第２の窒化チタン膜を２４ｎｍ形成している。そし
て更に第２の窒化チタン膜上に、フォトグラフィー工程
により所定形状のフォトレジスト膜を形成したものであ
る。

【００３８】被処理物９は、搬送系（図示省略）により
エッチングチャンバ６内に搬送され、エッチング試料台
７の所定の位置に配置される。次にガス導入口１２から
エッチング処理ガスを導入すると共に、真空排気口８よ
り排気を行ってエッチングチャンバ６内を所定のガス圧
力に保つ。

【００３９】ここではエッチングすべき金属がＡｌＣｕ
合金であるので、エッチング処理ガスとしては塩素ガス
１００ｓｃｃｍと三塩化ホウ素５０ｓｃｃｍの混合ガス
を用い、ガス圧力は２Ｐａとしている。

【００４０】ＡｌのエッチングはＣｌラジカルまたはＣ
ｌイオンによってエッチングされるが、そのときの反応
生成物のＡｌ塩は蒸気圧が高いために大部分は配線側壁
に付着することなくそのまま真空装置外に排出される。
しかしこれではＡｌを主成分とする配線を異方性にエッ
チングする事はできない。異方性エッチングを行うため
には配線側壁に何らかの保護膜を形成してやらなくては
ならないためである。かかる保護膜作成の為に三塩化ホ
ウ素が用いられる。即ちレジストをスパッタエッチング
することにより、レジストによって配線側壁に保護膜を
形成するものである。

【００４１】次にプラズマ生成室４に対して、μ波発振
器１により発振された２．４５ＧＨｚのμ波を導波管２
及びμ波導入窓３を経て導波すると共に、コイル５によ
り８７．５ｍＴの磁界を形成する。μ波の電界とコイル
５による磁界との作用でプラズマ生成室４においてエッ
チング処理ガスがプラズマ化される。

【００４２】同時にエッチング試料台７にｒｆ電源１
１、マッチングボックス１０を用いてｒｆバイアスを印
加することにより、プラズマ中の各種イオン、ラジカル
等の働きで被処理物９の表面の金属配線層のエッチング
が行われる。例えばμ波出力は１ｋＷに、ｒｆ出力は４
００Ｗに、それぞれ設定される。

【００４３】エッチングが終了後、エッチングチャンバ
６内は所定の圧力まで真空引きされる。そして減圧状態
を保持したまま、被処理物９が真空搬送系１３によって
減圧加熱チャンバ１４内の加熱試料台１５の所定の位置
に搬送される。

【００４４】加熱試料台１５はヒーター１６により２０
０℃に保持されており、ガス導入口１９より水蒸気を導
入すると共に、真空排気口１８より排気を行い、減圧加
熱チャンバ１４内を所定のガス圧力に保つ。例えば水蒸
気の流量は１００ｓｃｃｍとし、減圧加熱チャンバ１４
内の圧力は４００Ｐａとし、この状態で被処理物９を１
分間保持する。

【００４５】所定の加熱保持時間終了後、減圧加熱チャ
ンバ１４内を真空排気し、被処理物９は真空搬送系２０
を介して搬送され、冷却チャンバ２１内の冷却試料台２
２の所定の位置に載置される。そしてガス導入口２４よ
り乾燥空気若しくは窒素を導入し、常圧の状態で被処理
物９を常温になるまで冷却しつつ保持する。例えば保持
時間は７分間に設定される。

【００４６】所定の冷却保持時間終了後、冷却チャンバ
２１内は真空排気口２３によって真空排気され、被処理
物９が真空搬送系２５を介して搬送され、アッシングチ
ャンバ２６内のアッシング試料台２７の所定の位置に載
置される。

【００４７】アッシングチャンバ２６へはガス導入管３
１からアッシング処理ガスが導入されると共に真空排気
口２８から排気され、アッシングチャンバ２６内を所定
のガス圧力に保つ。例えばアッシング処理ガスとして酸
素ガス１０００ｓｃｃｍを用い、ガス圧力は１３０Ｐａ
に設定される。

【００４８】次に２．４５ＧＨｚのμ波をμ波発振器３
３により発振し、導波管３２を経て、ガス導入管３１の
放電領域３０に導入する。放電領域３０においてアッシ
ング処理ガスはプラズマ化され、反応ガス導入口２９を
経てプラズマ中の中性の活性種がアッシングチャンバ２
６内に輸送され、アッシングによりフォトレジスト膜が
除去される。例えばμ波出力は１０００Ｗに設定され
る。

【００４９】以上のように水蒸気雰囲気による減圧加熱
を施した後、被処理物９を常温、常圧において十分冷却
した後にアッシングを施すことにより、その後の特殊な
化学薬品（例えばテトラメチルアンモニウム、ハイドロ
オキシサイド等）を用いた薬液処理と純水水洗処理によ
りレジスト残渣が完全に除去される。

【００５０】すなわちエッチング後に水蒸気雰囲気によ
る減圧加熱を施すことにより、配線表面が効率良く酸化
されて、かつ残留塩素分の除去を行うことにより配線の
腐食が防止される。これは例えばＡｌのエッチングに際
して生じたＡｌＣｌ₃に関しては２ＡｌＣｌ₃＋３Ｈ₂Ｏ→Ａｌ₂Ｏ₃＋６ＨＣｌ↑…式（１）の反応が進むことである。

【００５１】詳細には、エッチング直後に配線層の周辺
に残留するＡｌまたはＣｕの塩素化合物、例えばＡｌＣ
ｌ₂、Ｃｕ_xＣｌ_yは、Ｈ₂Ｏとの熱化学反応によりＯＨ基
と置換されてそれぞれＡｌ（ＯＨ）、Ｃｕ（ＯＨ）とな
る。そしてＨ₂Ｏ中の余ったＨはＡｌまたはＣｕの塩素
化合物からＣｌを引き抜いてＨＣｌとなる。この際、加
熱されているために揮発すると共に、減圧状態であるた
めに速やかに排気される。以上の反応により、配線層周
辺の残留塩素分は著しく減少する。

【００５２】ここで水蒸気雰囲気による減圧加熱のみを
行い、直ちにアッシング処理に移行すると、アッシング
処理の後にレジスト残渣が生じる。この残渣は詳細には
未だ不明であるものの、水蒸気雰囲気による減圧加熱が
レジストと水と塩素化合物との不安定な化合物を生成し
てしまい、当該化合物がアッシング処理によって変質し
て残渣となるものと考えられる。

【００５３】そこでこの実施の形態では、水蒸気雰囲気
による減圧加熱の後に、常温、常圧において被処理物９
を冷却する処理工程を設けている。かかる処理によっ
て、当該化合物が無くなり、アッシングによりこれらの
化合物が変質することも無いため、その後の薬液処理に
よりレジスト残渣の除去が容易となる。一方、常温、常
圧において冷却する処理工程は配線表面の酸化を損なわ
ないので、腐食に対するマージンも十分確保されてい
る。

【００５４】但し、実施の形態３以降において後述する
ように、レジスト残渣を問題としなければ、冷却する処
理工程は省略することもできる。

【００５５】実施の形態２．図２は本発明の実施の形態
２における製造装置１０２を示す構成図である。製造装
置１０２は製造装置１０１のエッチングチャンバ６及び
その周辺装備をエッチングチャンバ３４及びその周辺装
備に置換し、冷却チャンバ２１の冷却試料台２２を冷却
試料台３８に置換した構成を備えている。詳細には、エ
ッチングチャンバ３４内には上部電極３５、エッチング
試料台を兼ねた下部電極３６が設けられており、下部電
極３６にはマッチングボックス１０を介してｒｆ電源１
１が接続されている。

【００５６】また、冷却試料台３８には冷却装置３９が
備えられている。その他、図２において図１と同一符号
は同一部分を示している。

【００５７】本実施の形態における被処理物３７は、所
定の構造を有する基板の上に、バリアメタルである第１
のチタンを３０ｎｍと第１の窒化チタン膜を１５０ｎｍ
積層し、その上にＣｕ１００％金属膜を形成し、更にそ
の上に反射防止膜である第２のチタン３ｎｍと第２の窒
化チタン膜を２４ｎｍ形成している。そして更に第２の
窒化チタン膜上に、フォトグラフィー工程により所定形
状のフォトレジストを形成したものである。

【００５８】本実施の形態では、エッチング方法として
平行平板型のＲＦエッチング法を用いるが、実施の形態
１と同様にＥＣＲ型のエッチングを行っても良い。但
し、エッチングすべき金属膜がＣｕであるので、エッチ
ング処理ガスとして塩素ガス１００ｓｃｃｍを用い、ガ
ス圧力は１０Ｐａに設定している。

【００５９】反応生成物であるＣｕ塩化物は蒸気圧がＡ
ｌ塩化物ほど高くないので、配線側壁に付着するものも
多い。従って、本実施の形態において三塩化ホウ素をわ
ざわざ添加する必要はない。エッチング処理ガスのプラ
ズマ化は下部電極３６に印加されたｒｆ電力によって行
われる。本実施の形態ではｒｆ出力を９００Ｗに設定し
た。

【００６０】所定のエッチングが終了後、被処理物３７
は実施の形態１における被処理物９と同様にして、減圧
加熱チャンバ１４へ搬送される。本実施の形態において
水蒸気雰囲気での減圧加熱は、加熱試料台１５を２５０
℃に保持し、水蒸気の流量は３００ｓｃｃｍとし、減圧
加熱チャンバ１４内の圧力は８００Ｐａとし、この状態
で被処理物３７を３分間保持するように設定される。

【００６１】冷却チャンバ２１内において冷却試料台３
８は冷却装置３９により所定の温度まで冷却されてい
る。例えば冷却試料台３８は０℃に保持される。ガス導
入口２４より乾燥空気若しくは窒素を導入し常圧の状態
で、被処理物３７を所定時間保持して冷却する。例えば
保持時間は５分間に設定される。

【００６２】冷却保持終了後、被処理物３７は実施の形
態１における被処理物９と同様にして、アッシングチャ
ンバ２６へ搬送される。本実施の形態ではアッシング処
理ガスとして酸素ガス９００ｓｃｃｍと窒素ガス１００
ｓｃｃｍの混合ガスを用い、ガス圧力は１３０Ｐａとし
た。μ波出力は１５００Ｗに設定される。

【００６３】ここで実施の形態１とは異なり窒素ガスを
添加したのは、詳しい組成は不明であるが、Ｃｕエッチ
ング後ではレジストの表面が何らかの変質層となってお
り、この変質層の除去には窒素が有効だからである。も
っとも、実施の形態１においてもアッシングガスとして
酸素ガスのみならず窒素ガスを添加しても良い。

【００６４】以上のように本実施の形態においても、実
施の形態１と同様にして水蒸気雰囲気による減圧加熱の
後に、常温、常圧において被処理物３７を冷却する処理
工程を設けたので、Ｃｕ配線の腐食に対するマージンを
確保しつつ、アッシング後の薬液処理によりレジスト残
渣の除去が容易となる。

【００６５】実施の形態３．図３は本発明の第３の実施
の形態における製造装置１０３を示す構成図である。製
造装置１０３は製造装置１０１の減圧加熱チャンバ１４
を加圧加熱チャンバ４０に置換し、冷却チャンバ２１を
省略した構成を備えている。

【００６６】加圧加熱チャンバ４０は減圧加熱チャンバ
１４の真空排気口１８にバルブ４１を付加した構成を有
しており、バルブ４１は加圧加熱チャンバ４０を加圧状
態に保つ機能を有している。その他、図３において図
１、図２と同一符号は同一部分を示す。本実施の形態に
おいては、実施の形態１で用いた被処理物９を処理対象
とする。

【００６７】エッチング処理は実施の形態１と同様であ
る。エッチング処理が終了した被処理物９は真空搬送系
１３によって加圧加熱チャンバ４０内の加熱試料台１５
の所定の位置に搬送・載置される。加熱試料台１５はヒ
ーター１６により２００℃に保持されている。次に加圧
加熱チャンバ４０を加圧状態に保つためにバルブ４１を
閉じ、ガス導入口１９より水蒸気を導入し加圧加熱チャ
ンバ４０内を所定のガス圧力に保つ。本実施の形態にお
いては加圧加熱チャンバ４０内の圧力は１ＭＰａとし、
この状態で被処理物９を３０秒間保持する。

【００６８】以上のように水蒸気雰囲気による加熱処理
において加圧することにより、実施の形態１，２で示さ
れた加熱処理と比較して大量の水蒸気を用いて、式
（１）の反応を促進することができる。従って、Ａｌ配
線表面におけるＡｌの酸化反応速度を、Ａｌの腐食速度
よりも大きくすることができ、より効率よいＡｌ配線の
防食処理が可能となる。

【００６９】また詳しいメカニズムは明らかではない
が、レジストと水と塩素化合物との不安定な化合物を生
成することもない。よって実施の形態１，２で必要であ
った常温（あるいは低温）・常圧下での冷却処理も不要
である。

【００７０】この後、実施の形態１と同様にして真空搬
送系２０（あるいは２５）によって被処理物９がアッシ
ングチャンバ２６へと搬送されてアッシング処理を行う
ことができる。

【００７１】実施の形態４．図４は本発明の実施の形態
４における製造装置１０４を示す構成図である。製造装
置１０４は製造装置１０３のエッチングチャンバ６及び
その周辺装備を、実施の形態２で示されたエッチングチ
ャンバ３４及びその周辺装備に置換した構成を備えてい
る。図４において図１乃至図３と同一符号は同一部分を
示す。本実施の形態においては、実施の形態２で用いた
被処理物３７を処理対象とする。

【００７２】エッチング処理は実施の形態２と同様であ
る。エッチング処理が終了した後、被処理物３７は真空
搬送系１３によって加圧加熱チャンバ４０内の加熱試料
台１５の所定の位置に搬送される。加熱試料台１５はヒ
ーター１６により２５０℃に保持されている。次にバル
ブ４１を閉じて、ガス導入口１９より水蒸気を導入し、
加圧加熱チャンバ４０内を所定のガス圧力に保つ。本実
施の形態においては加圧加熱チャンバ４０内の圧力は
１．５ＭＰａとし、この状態で被処理物９を４５秒間保
持している。

【００７３】以上のように水蒸気雰囲気による加圧加熱
を施すことにより、Ｃｕ配線表面におけるＣｕの酸化反
応速度を、Ｃｕの腐食速度よりも大きくすることがで
き、より効率よいＣｕ配線の防食処理が可能となる。ま
た実施の形態３と同様にして冷却処理を行わなくても、
レジストの残渣が生じることがない。

【００７４】実施の形態５．図５は本発明の実施の形態
５における製造装置１０５を示す構成図である。製造装
置１０５は製造装置１０３の加圧加熱チャンバ４０を減
圧加熱チャンバ１４に置換した構成を備えている。図５
において図１乃至図４と同一符号は同一部分を示す。本
実施の形態においては、実施の形態１で用いた被処理物
９を処理対象とする。

【００７５】被処理物９は実施の形態１と同様のエッチ
ング処理が行われ、減圧状態を維持したまま減圧加熱チ
ャンバ１４に搬送される。そして減圧加熱チャンバ１４
内の加熱試料台１５の所定の位置に載置される。

【００７６】本実施の形態では減圧加熱処理を水蒸気と
窒素ガスの混合ガスの雰囲気で行う。例えば水蒸気の流
量を２０ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を１００ｓｃｃｍと
し、減圧加熱チャンバ１４内の圧力を２６０Ｐａ、温度
を２００℃に設定する。この状態で被処理物９を２分間
保持し、その後真空搬送系２０（或いは２５）によって
アッシングチャンバ２６へ搬送し、実施の形態１と同様
のアッシング処理を行った。

【００７７】その後更に薬液処理を施したところ、レジ
スト残渣の除去が容易であり、また処理後２週間経って
も腐食は発生しなかった。以上のことから、本実施の形
態においても、腐食に対するマージンを十分確保し、冷
却処理工程を必要とする事なくレジストの残渣を容易に
することができる。

【００７８】レジストの残渣を容易にすることができる
メカニズムについては現状では明確ではないものの、減
圧加熱処理において窒素ガスの存在が、レジストと水と
塩素化合物の化合物の生成を抑制しているのではないか
と考えられる。

【００７９】実施の形態６．図６は本発明の第６の実施
の形態における製造装置１０６を示す構成図である。製
造装置１０６は製造装置１０５のエッチングチャンバ６
及びその周辺装備を、実施の形態２，４で示されたエッ
チングチャンバ３４及びその周辺装備に置換した構成を
備えている。図６において図１乃至図５と同一符号は同
一部分を示す。本実施の形態においては、実施の形態２
で用いた被処理物３７を処理対象とする。

【００８０】被処理物３７は実施の形態２と同様のエッ
チング処理を施され、減圧状態を維持したまま減圧加熱
チャンバ１４に搬送され、減圧加熱チャンバ１４内の加
熱試料台１５の所定の位置に載置する。

【００８１】本実施の形態では減圧加熱処理を水蒸気と
窒素ガスの混合ガス雰囲気でおこなう。例えば水蒸気の
流量を５０ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を３００ｓｃｃｍ
とし、減圧加熱チャンバの圧力は３９０Ｐａに保ち、温
度は２５０℃に設定される。この状態で２分間保持され
た後、被処理物３７はアッシングチャンバ２６に搬送さ
れて実施の形態２と同様のアッシング処理を行った。

【００８２】その後更に薬液処理を施したところ、レジ
スト残渣の除去が容易であり、また処理後２週間経って
も腐食は発生しなかった。以上のことから、本実施の形
態においても、腐食に対するマージンを十分確保し、冷
却処理工程を必要とする事なくレジストの残渣を容易に
することができる。レジストの残渣を容易にすることが
できる理由は不詳であるが、実施の形態５で説明したメ
カニズムが考えられる。

【００８３】なお実施の形態１乃至６において、Ａｌを
主成分としてＣｕを含むＡｌ合金膜および銅膜のエッチ
ング処理ガスとして塩素を含むガスを用いたが、臭素、
臭化水素等の臭素を含むガスを用いてもよい。塩素と同
様にハロゲンであるためである。

【００８４】また実施の形態１乃至２、５乃至６におい
て、エッチング後の減圧加熱処理は水蒸気、もしくは水
蒸気と窒素の混合ガスをプラズマ化した雰囲気で行って
もよい。水蒸気をプラズマ化しても式（１）の反応は生
じるためである。

【００８５】またエッチング処理においてはＥＣＲ，Ｒ
ＩＥ，ＲＦ，マグネトロンＲＩＥでも上記実施の形態に
適用することができる。

【００８６】実施の形態７．実施の形態１乃至６におい
てはレジスト残渣の除去を容易にするという効果をも得
ることができたが、単に金属配線の腐食を防止するので
有れば、常圧での冷却工程は不要である。

【００８７】図７は本発明の第７の実施の形態における
製造装置１０７を示す構成図である。製造装置１０７は
製造装置１０５のアッシングチャンバ２６及びその周辺
装備を、アッシング処理装置２００に置換した構成を備
えている。図７において図１乃至図６と同一符号は同一
部分を示す。本実施の形態においては、実施の形態１で
用いた被処理物９を処理対象とする。

【００８８】アッシング処理装置２００はアッシング試
料台２０２を覆うアッシング処理チャンバ２０１を備え
ている。アッシング処理チャンバ２０１は真空排気口２
０３によって排気される一方、ガス導入口２０４から所
定の反応ガスが導入される。アッシング処理装置２００
はμ波発振器２０５をも備えており、ここで発振された
μ波はμ波導波管２０６を経由してテフロン板２０７を
介し、放電領域２０８へと導波される。荷電粒子遮蔽板
２０９は放電領域２０８から荷電粒子がアッシング試料
台２０２へと向かわないように機能する。

【００８９】実施の形態１と同様にしてエッチングチャ
ンバ６において所望のエッチングが終了した後、エッチ
ングチャンバ６内を所望の真空度まで減圧する。この減
圧状態を保持したまま被処理物９を真空搬送系１３を介
して減圧加熱チャンバ１４内に搬送し、加熱試料台１５
上の所望の位置に載置する。加熱試料台１５はヒーター
１６により２００℃に保持されている。

【００９０】次いで、ガス導入口１９から少なくともＯ
Ｈ基を含むガスＧ１、例えば流量１２０ｓｃｃｍのＨ₂
Ｏを導入する。減圧加熱チャンバ１４内の圧力は６０
０Ｐａに保持され、この状態で被処理物９を５分間保持
する事によりＨ₂Ｏ雰囲気での減圧加熱処理を行う。図
８はこの加熱処理の様子を示す、減圧加熱チャンバ１４
近傍の断面図である。ガス導入口１９から導入された少
なくともＯＨ基を含むガスＧ１は、減圧加熱チャンバ１
４内でガス雰囲気Ａを形成する。この処理によって実施
の形態１において式（１）を用いて説明された反応が進
み、金属配線の腐食が防止される。

【００９１】この加熱処理が終了した後、減圧加熱チャ
ンバ１４内を排気して、所望の真空度まで減圧する。そ
して減圧状態を保持したまま被処理物９を真空搬送系５
０を介してアッシングチャンバ２０１へ搬送し、アッシ
ング試料台２０２上の所望の位置に載置する。そしてガ
ス導入口２０４よりアッシングガス、例えば流量１００
０ｓｃｃｍのＯ₂ を導入し、アッシングチャンバ２０１
内の圧力を２６０Ｐａに保持する。

【００９２】次いで、μ波発振器２０５で１０００Ｗの
出力を与えたμ波を発振させ、μ波導波管２０６を経て
テフロン板２０７上に伝搬させる。テフロン板２０７中
を通過したμ波は、テフロン板２０７下部で表面波（Ｓ
ｕｒｆａｃｅＷａｖｅ）となり、この表面波エネルギー
がアッシングガス分子と衝突して放電領域２０８におい
てプラズマが発生する。

【００９３】このプラズマ中の荷電粒子［イオン、電
子］は、アッシング処理チャンバ２０１を通して接地さ
れた荷電粒子遮蔽板２０９により捕獲されるので、被処
理物９上に対しては中性活性種［ラジカル］のみが輸送
され、フォトレジスト膜がアッシングされる。

【００９４】以上のように処理して得られたサンプルに
おいてコロージョン及び欠損の加速試験を行った。コロ
ージョンに対する試験方法は、フォトレジストのアッシ
ング処理終了直後から、光学顕微鏡を用いてウエハ上に
形成された金属配線の特定パターン中に発生するコロー
ジョン数を目測でカウントし、ウエハ面内十字５点にお
ける総コロージョン数の経時変化を調査した。また、欠
損に対する試験方法は、フォトレジストのアッシング処
理終了後、純水槽に５分間浸漬し、スピンドライヤーで
乾燥させ、光学顕微鏡を用いてウエハ上に形成された金
属配線の特定パターン中に発生する欠損数を目測でカウ
ントし、ウエハ面内十字９点における総欠損数を調査し
た。なお本試験では、コロージョン及び欠損が発生し易
いパターンレイアウトを有するマスクでリソグラフィー
を行った。

【００９５】コロージョンに関しては、従来の技術の
で説明されたＮ₂ 雰囲気における減圧加熱処理では、ア
ッシング処理終了から１時間後には２０乃至３０個、２
時間後には１００個以上のコロージョンが発生したにも
係わらず、本実施の形態に示した処理を施したサンプル
においては４８時間以上経過してもコロージョンの発生
は認められなかった。

【００９６】また、欠損に関しては、従来の技術ので
説明されたＮ₂ 雰囲気における減圧加熱処理では１５０
乃至２００個の欠損が発生したにも拘らず、本実施の形
態に示した処理を施したサンプルにおいては１個も発生
しなかった。

【００９７】以上のように本発明の実施の形態の処理方
法によれば、Ａｌ配線またはＡｌ合金配線のコロージョ
ン及び欠損の発生を十分に防止できる事が確認された。
また、本実施の形態による処理方法は、Ａｌ配線または
Ａｌ合金配線だけでなく、Ｃｕ配線に対しても同様に有
効である。

【００９８】更に、本実施の形態では少なくともＯＨ基
を含むガスとしてＨ₂Ｏを選択した場合の効果について
説明したが、ガス導入口１９から導入されるガスは、少
なくともＯＨ基を含むガス［Ｒ−ＯＨ］であれば種々の
ガスが適用できる。

【００９９】例えば、実施の形態１及び本実施の形態で
例示した水［Ｈ₂Ｏ］の他、過酸化水素［Ｈ₂Ｏ₂］、ア
ルコール類［Ｒ−ＯＨ；Ｒはアルキル基］、オキソ酸類
［ＸＯｍ（ＯＨ）ｎ；Ｘはハロゲン以外の任意の元素、
ｍ，ｎは原子価］などが挙げられる。例えば、オキソ酸
としてＳＯ₂（ＯＨ）₂を用いた場合には、式（１）に相
当する反応式は２ＡｌＣｌ₃＋３ＳＯ₂（ＯＨ）₂→２Ａｌ（ＯＨ）₃＋３ＳＯ₂↑＋６Ｃｌ^* →Ａｌ₂Ｏ₃＋６ＨＣｌ↑ …式（２）のようになると予想される。

【０１００】これまでに説明してきたような方法を用い
たとしても、残留塩素分が完全に除去される訳ではな
く、僅かながらも配線層に残留している。従って、後工
程における熱処理の際に、その僅かながら残留している
塩素分が反応し、欠損が発生する可能性がある。

【０１０１】一般に、オキソ酸類は酸化剤として働く性
質を持っているため、ＡｌまたはＣｕ表面に酸化層が形
成される。この配線表面の酸化層の側壁保護効果によ
り、配線層に残留塩素が存在していたとしても防食マー
ジンは十分確保されるので、加熱処理に導入するガスと
してオキソ酸類を選択する事により、一層防食マージン
を確保することができる。

【０１０２】実施の形態８．減圧加熱処理を２段階に分
け、実施の形態７で例示したガス（少なくともＯＨ基を
有するガス）を用いた第１の減圧加熱処理の後に、他の
ガスを用いた第２の減圧加熱処理を行うことにより、更
にコロージョンおよび欠損に対するマージンを向上させ
ることができる。

【０１０３】被処理物９に対して所望のエッチングが終
了後、搬送して加熱試料台１５上の所望の位置に載置す
る。加熱試料台１５はヒーター１６により２００℃に保
持されている。次いで、ガス導入口１９から、少なくと
もＯＨ基を含むガス、例えば流量１２０ｓｃｃｍのＨ₂
Ｏを導入する。減圧加熱チャンバ１０１内の圧力は３
５０Ｐａに保持されており、この状態で被処理物９を５
分間保持する事によりＨ₂Ｏ雰囲気での第１の減圧加熱
処理を行う。

【０１０４】次いで、減圧加熱チャンバ１４内を所望の
圧力まで排気し、ガス導入口１９から少なくとも硝酸
［ＨＮＯ₃ ］を含むガス、例えば流量３６０ｓｃｃｍの
硝酸を導入する。減圧加熱チャンバ１０１内は９３０Ｐ
ａに保持されており、この状態で被処理物９を７分間保
持することにより硝酸雰囲気での第２の減圧加熱処理を
行う。

【０１０５】硝酸は強い酸化剤として働くばかりでな
く、ＡｌやＣｕなどの金属を不動態化する働きも合わせ
持っており、他の酸化剤による表面酸化を行った場合よ
りも金属表面での反応性が著しく低下する。従って、実
施の形態２で処理対象となった被処理物３７のように銅
を主体とする金属配線に対しても本実施の形態を適用す
ることができる。

【０１０６】以上のように本実施の形態によれば、第１
の減圧加熱処理で金属配線の残留塩素分を除去し、次い
で第２の減圧加熱処理で金属配線表面を不動態化する事
により、第１の減圧加熱処理で除去しきれなかった残留
塩素分が後工程における熱処理などで再反応する事を抑
制できるので、コロージョンおよび欠損に対して十分マ
ージンを得ることができる。

【０１０７】実施の形態９．図９は本発明の実施の形態
９において用いられる減圧加熱チャンバ１４ａ近傍の断
面図である。減圧加熱チャンバ１４ａは実施の形態７の
減圧加熱チャンバ１４と置換して用いられる。減圧加熱
チャンバ１４ａは減圧加熱チャンバ１４の上面に紫外線
透過窓１０９を設けた構造を有している。図９において
図１乃至図８と同一符号は同一部分を示している。

【０１０８】実施の形態８において示された第２の減圧
加熱処理において他のガスを用いることにより、コロー
ジョンおよび欠損に対するマージンを向上させることも
できる。

【０１０９】実施の形態８において示された第１の減圧
加熱処理が終了した後、減圧加熱チャンバ１４内を所望
の圧力まで排気し、ガス導入口１９から少なくとも酸素
ガスを含む混合ガスＧ２、例えば流量３６０ｓｃｃｍの
Ｏ₂ を導入する。減圧加熱チャンバ１４内は９３０Ｐａ
に保持されつつ、Ｗランプやハロゲンランプなどから発
せられた紫外線Ｌ１を紫外線透過窓１０９を通して減圧
加熱チャンバ１４内に照射する。

【０１１０】減圧加熱チャンバ１４内の酸素分子は、照
射された紫外線Ｌ１の光エネルギーによりオゾン［Ｏ
₃ ］となり、減圧加熱チャンバ１４内はオゾン雰囲気Ｂ
で満たされる。この状態で被処理物９を５分間保持する
事によりオゾン雰囲気での第２の減圧加熱処理を行う。

【０１１１】オゾンは極めて強い酸化力をもっており、
その効果は反応系の温度が高い程有利に働くため、本実
施の形態の２００℃で加熱されたＡｌまたはＣｕ表面に
は強固な酸化層が形成される。従って、実施の形態２で
処理対象となった被処理物３７のように銅を主体とする
金属配線に対しても本実施の形態を適用することができ
る。

【０１１２】以上のように本実施の形態の処理によれ
ば、第１の減圧加熱処理で配線層の残留塩素分を除去
し、次いで第２の減圧加熱処理で配線層表面に強固な酸
化層を形成する事により、第１の減圧加熱処理で除去し
きれなかった残留塩素分が後工程における熱処理などで
再反応する事を抑制できるので、コロージョンおよび欠
損に対して十分マージンのある金属配線を得る事が可能
である。

【０１１３】なお、特に本実施の形態によれば、被処理
物９を大気圧に曝露せずにオゾンを用いて酸化させるこ
とができるので、エッチング処理とアッシング処理の間
で実行する事が容易である。

【０１１４】実施の形態１０．図１０は本発明の実施の
形態１０において用いられるオゾン処理装置６０の構成
を示す断面図である。本実施の形態は、実施の形態７で
示されたエッチング、減圧加熱処理、アッシングが終了
した後、基板に対してオゾン水処理を行うことを特徴と
している。

【０１１５】オゾン処理装置６０はオゾン水処理容器５
１と、オゾン供給ノズル５４とを備えており、オゾン水
処理容器５１には純水５５が蓄えられる。純水５５には
オゾン発生装置などにより生成したオゾンガス５６がオ
ゾン供給ノズル５４から供給される。純水５５はオゾン
水化され、オゾン水中のオゾン濃度が常に安定して保持
される。ヒーター電源５３はヒーター５２に通電し、純
水５５を７０℃から８０℃の温度に保っている。

【０１１６】アッシング処理の終了した被処理物９は、
オゾン水処理容器５１内へ搬送され、純水５５に１０分
間浸漬保持され、オゾン水処理が行われる。オゾン水
は、通常の純水よりも酸化力が強いため、ＡｌまたはＣ
ｕ表面には強固な酸化層が形成される。従って、実施の
形態２で処理対象となった被処理物３７のように銅を主
体とする金属配線に対しても本実施の形態を適用するこ
とができる。

【０１１７】以上のように本実施の形態の処理によれ
ば、まず減圧加熱処理で配線層の残留塩素分を除去した
後、フォトレジスト膜のアッシング処理を行う。次いで
オゾン水処理で配線層表面に強固な酸化層を形成する事
により、減圧加熱処理で除去しきれなかった残留塩素分
が後工程における熱処理などで再反応する事を抑制でき
る。従って、コロージョンおよび欠損に対して十分マー
ジンのある金属配線を得る事が可能である。

【０１１８】実施の形態１１．図１１は本発明の実施の
形態１１において用いられる減圧加熱チャンバ１４ｂ近
傍の断面図である。減圧加熱チャンバ１４ｂは実施の形
態７の減圧加熱チャンバ１４と置換して用いられる。減
圧加熱チャンバ１４ｂは減圧加熱チャンバ１４の側面に
透過窓１１３を設けた構造を有している。図１１におい
て図１乃至図１０と同一符号は同一部分を示している。

【０１１９】被処理物９に対して所望のエッチングが終
了後、搬送して加熱試料台１５上の所望の位置に載置す
る。加熱試料台１５はヒーター１６により２００℃に保
持されている。次いで、ガス導入口１９から、少なくと
もＯＨ基を含むガスＧ１、例えば流量１２０ｓｃｃｍの
Ｈ₂Ｏを導入する。減圧加熱チャンバ１０１内の圧力は
３５０Ｐａに保持されている。

【０１２０】ここで、減圧加熱チャンバ１４内に、ＯＨ
基の吸収波長である２．５μｍから２．８μｍの光Ｌ２
をモノクロメータ１１４で分光し、ＯＨ基吸収波長光Ｌ
２を透過させる透過窓１１３を介して外部から照射す
る。本実施の形態ではガスＧ１としてＨ₂Ｏを用いるの
で、ＯＨ₂ の逆対称伸縮には２．６６μｍが、ＯＨ₂ の
対称伸縮には２．７３μｍが、それぞれ対応する。

【０１２１】吸収波長光を照射されたＯＨ基は、その光
エネルギーを吸収し、激しく運動して活性化される。こ
の活性化されたＯＨ基を含むＨ₂Ｏ雰囲気Ｃにおいて被
処理物９を５分間保持し、減圧加熱処理を行う。

【０１２２】以上のように本実施の形態によれば、活性
化されたＯＨ基を含む分子で加熱処理を行う事により、
通常の活性化されてないＯＨ基を含む分子による加熱処
理時に起こる反応と比較して、より反応が促進されて効
率よく配線層の残留塩素分を除去する事ができるため、
コロージョンおよび欠損に対して十分マージンのある金
属配線を得る事ができる。勿論、実施の形態２で処理対
象となった被処理物３７のように銅を主体とする金属配
線に対しても本実施の形態を適用することができる。

【０１２３】実施の形態１２．図１２は本発明の実施の
形態１２において用いられる減圧加熱チャンバ１４ｃ近
傍の断面図である。減圧加熱チャンバ１４ｃは実施の形
態７の減圧加熱チャンバ１４と置換して用いられる。減
圧加熱チャンバ１４ｃは減圧加熱チャンバ１４の側面に
透過窓１１９を設けた構造を有している。図１２におい
て図１乃至図１１と同一符号は同一部分を示している。

【０１２４】透過窓１１９は電子ビーム発生装置１１７
の発生する電子ビームＬ３を透過させる。従って、実施
の形態１１と同様にして減圧加熱処理において、ＯＨ基
が（ＯＨ基吸収波長光Ｌ２の代わりに）電子ビームＬ３
のエネルギーを吸収し、激しく運動して活性化するよう
にできる。

【０１２５】電子ビーム発生装置１１７で生成された
０．４４ｅＶから０．５０ｅＶのエネルギーを持った電
子ビームＬ３が減圧加熱チャンバ１４ｃ内に照射され
る。これらのエネルギーはλ［μｍ］＝１．２４／Ｅ
［ｅＶ］の関係と、実施の形態１１で示された波長から
求められる。

【０１２６】電子ビームＬ３を照射されたガス分子のＯ
Ｈ基は、照射された電子ビームＬ３のエネルギーを吸収
して活性化される。この活性化されたＯＨ基を含むＨ₂
Ｏ雰囲気Ｄにおいて５分間保持し、減圧加熱処理を行
う。

【０１２７】以上のように本実施の形態によれば、実施
の形態１１の場合と同様に、活性化されたＯＨ基を含む
分子で加熱処理を行う事により、通常の活性化されてな
いＯＨ基を含む分子による加熱処理時に起こる反応と比
較して、より反応が促進されて効率よく配線層の残留塩
素分を除去する事ができるため、コロージョンおよび欠
損に対して十分マージンのある金属配線を得る事ができ
る。勿論、実施の形態２で処理対象となった被処理物３
７のように銅を主体とする金属配線に対しても本実施の
形態を適用することができる。

【０１２８】なお、電子ビームＬ３の代わりにイオンビ
ームを導入して、ガス分子のＯＨ基を活性化してもよ
い。

【０１２９】実施の形態１３．図１３は本発明の実施の
形態１３における製造装置１０８を示す構成図である。
製造装置１０８は図３で示された製造装置１０３の内、
加圧加熱チャンバ４０とアッシングチャンバ２６とを組
み合わせた構成を有するアッシング処理装置３００が設
けられている。図１３において図１乃至図１２と同一符
号は同一部分を示している。

【０１３０】アッシング処理装置３００はアッシングチ
ャンバ４０ａを備え、アッシングチャンバ２６に対して
製造装置１０３が設けていたのと同様にして、反応ガス
導入口２９、ガス導入管３１、導波管３２、μ波発振器
３３が設けられている。アッシングチャンバ４０ａは、
製造装置１０３の加圧加熱チャンバ４０と同様にして真
空搬送系１３によってエッチングチャンバ６と連結され
ており、加熱試料台１５、ヒーター１６、ヒーター電源
１７、真空排気口１８、ガス導入口１９が備えられてい
る。そしてガス導入口１９には反応ガス導入口２９が連
結されている。また、バルブ４１が真空排気口１８に設
けられている。

【０１３１】但し、アッシング処理装置３００において
は、アッシングチャンバ４０ａに対して更にガス導入口
３０１が備えられており、反応ガス導入口２９とは異な
るガスが導入される。

【０１３２】被処理物９に対して所望のエッチングが終
了後、搬送して加熱試料台１５上の所望の位置に載置す
る。加熱試料台１５はヒーター１６により２００℃に保
持されている。次いでＯＨ基を含むガスだけを、例えば
流量１２０ｓｃｃｍのＨ₂Ｏをガス導入管３１からガス
導入口１９を介して導入する。さらにガス導入口３０１
からＯ₂ ガスをアッシングチャンバ４０ａ内に導入す
る。アッシングチャンバ４０ａ内の圧力は２０６Ｐａに
保持される。

【０１３３】μ波発振器３３において得られた１０００
Ｗの出力のμ波が放電領域３０において、ＯＨ基を含む
ガス（Ｈ₂Ｏ）をプラズマ化し、中性のＯＨラジカルが
生成される。

【０１３４】ガス導入口３０１から導入されたＯ₂ ガス
は、アッシング試料台１５による加熱と相まってフォト
レジスト膜とアッシング反応を起こし、これを除去して
いく。ここでＯ₂ ガスはプラズマ化されないので、フォ
トレジスト膜の重合が促進されて完全なアッシングが困
難になるということもない。つまりこのアッシング反応
は荷電粒子照射のない純粋な熱化学反応であるため、フ
ォトレジスト膜の再重合等を起こさず完全なアッシング
が可能である。

【０１３５】ところでこの熱化学反応はアルミニウム配
線パターン表面の酸化を促進するためには温度的に不十
分である。なぜならＯ₂ ガス雰囲気でのＡｌ酸化を連続
的に起こすには５００℃以上が必要であるからである。
しかしそのような加熱を行えば配線の電気的信頼性を損
なうこととなって実用的でない。

【０１３６】ところが本実施の形態によれば、ＯＨラジ
カルが放電領域３０において生成されており、ウエハ上
にも輸送されている。このため、たとえ加熱によって上
昇した温度が２００℃という比較的低い温度であって
も、ＯＨラジカルが触媒として機能するためにＡｌ配線
表面の酸化は促進される。従って、コロージョンや欠損
に対する耐性を有するＡｌ酸化物でＡｌ配線表面をおお
うことができる。しかも、ＯＨラジカル自体がＡｌと結
合したＣｌを置換する性質を有しているので、コロージ
ョンや欠損を防止する効果は一層高められる。

【０１３７】よって本実施の形態によればフォトレジス
ト膜の除去を容易にすると共に金属配線の腐食をも防止
する事ができる。

【０１３８】なお、本実施の形態ではＯＨ基を含むガス
としてＨ₂Ｏを例としてとりあげたが、他のＯＨ基を含
むガス、例えばアルコール類やオキソ酸類，過酸化水素
などおよびこれらの混合ガスであっても良い。また、本
発明はＡｌだけでなくＣｕまたはＣｕを主成分とする合
金からなる金属配線においても同様の効果を有する。さ
らにエッチングチャンバとして電子サイクロトロン共鳴
プラズマエッチング方式をとり上げたが、平行平板ＲＩ
Ｅ，有磁場ＲＩＥ，有磁場マイクロ波方式など他のエッ
チング方式であっても良い。

【０１３９】実施の形態１４．本実施の形態においても
製造装置１０８が用いられる。本実施の形態では、ガス
導入管３１からＡｒ等の不活性ガスを例えば５００ｓｃ
ｃｍ、ガス導入口３０１からＯＨ基を含むガスを有する
ガス（例えばＨ₂Ｏ）を供給する。ＯＨ基を含むガスを
全くプラズマ化しないため、微量の酸素プラズマ（Ｏ
⁺ ，Ｏ₂ ⁺などのイオン）もウエハ上に供給されない。よ
って、再重合によるレジストの変質は全く生じない。

【０１４０】一方、放電領域３０ではμ波によって不活
性ガスプラズマが生成され、不活性ガスラジカルがアッ
シングチャンバ４０ａ内に供給される。不活性ガスのラ
ジカルは励起状態のエネルギーが高いため、他のガス分
子と衝突するとその内部励起エネルギーを他のガス分子
に与え、他のガス分子を解離させる作用を持つ。すなわ
ち本実施の形態ではＡｒラジカルがＯＨ基を含むガスで
あるＨ₂Ｏ分子と衝突することにより、これを解離させ
てＯＨラジカルが発生する。よって、Ａｌと結合したＣ
ｌが置換されてコロージョン、欠損を防止することがで
きる。

【０１４１】さらに、ＯＨ基を含むガスと同時にＯ₂ ガ
スも混合してガス導入口３０１から供給すれば、熱化学
反応によるフォトレジスト膜の完全なアッシングとコロ
ージョン防止を同時に行えるだけでなく、Ａｌ配線表面
のＡｌをＯＨラジカルを触媒として酸化するため、より
一層コロージョン、欠損に対して耐性のあるＡｌ配線を
形成することができる。

【０１４２】以上のように、本実施の形態によればフォ
トレジスト膜の完全なアッシングの障害となるＯ⁺ ，Ｏ
₂ ⁺イオンのウエハへの照射が全くないためフォトレジス
ト膜を再重合させることなくＣｌの除去を行うことがで
きる。さらにＯＨ基を含むガスと混合してＯ₂ ガスをも
供給すれば、フォトレジスト膜の完全なアッシングも同
時にできる。

【０１４３】実施の形態１３と同様にしてガスを選択す
る事ができる他、不活性ガスとしてＨｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，
Ｘｅを選択しても良いし、不活性ガスの混合ガスであっ
ても良い。

【０１４４】実施の形態１５．図１４は本発明の実施の
形態１５にかかる工程を、他の実施の形態の工程と比較
して示すフローチャートである。同図（ａ）は他の実施
の形態の工程を、同図（ｂ）は本発明の実施の形態１５
にかかる工程を、それぞれ示している。

【０１４５】他の実施の形態では、同図（ａ）に示され
るように順次にエッチング（ステップＳ１）、水蒸気処
理（ステップＳ２）、アッシング（ステップＳ３）、テ
トラメチルアンモニウム等を用いた薬液処理（ステップ
Ｓ５）を行うものがあった。これに対して本実施の形態
では製造装置１０８を使用して、ステップＳ３とステッ
プＳ５との間にステップＳ４として再度水蒸気処理を行
う。

【０１４６】ステップＳ１に示されたエッチング工程
は、実施の形態１もしくは実施の形態２に記載された様
にしてエッチングチャンバ６において行われる。

【０１４７】ステップＳ２において、減圧状態のままア
ッシングチャンバ４０ａに被処理物９が搬送され、所定
の流量、圧力、温度にて水蒸気処理が施される。例えば
Ｈ₂Ｏの供給量は２００ｓｃｃｍに、圧力は２６０Ｐａ
に、温度は２００℃に設定される。この工程において残
留Ｃｌが除去され、コロージョンや欠損に対する耐性が
向上する。Ｈ₂Ｏは例えばガス導入口３０１から供給す
る事ができる。

【０１４８】ステップＳ３において、Ｏ₂ ガスを導入し
てアッシングを行うことにより、フォトレジスト膜を除
去する。この工程においてはＯ₂ ガスをプラズマ化せず
単に熱化学反応によりレジストをアッシングしても良い
し、Ｏ₂ プラズマによるアッシングであっても、Ｏ₂ プ
ラズマダウンフローアッシングであっても良い。

【０１４９】このようなアッシング工程において、フォ
トレジスト膜はほぼ完全に除去されるが、ステップＳ１
において金属配線の側壁に付着した膜は完全には除去さ
れていない。この後で直ちに薬液処理を行うと、金属配
線の側壁に残った膜が薬液によって除去される。そして
露出した清浄な金属は、薬液処理及びこれに付随する水
洗によって溶解してしまう。

【０１５０】ステップＳ４の水蒸気処理はこのような溶
解を防止するために行われるものである。ステップＳ３
のアッシングによりフォトレジスト膜および側壁付着膜
を除去した後に再度水蒸気処理を行うことにより、配線
金属の表面を完全に酸化し、薬液処理に起因する欠損の
発生を防止することができる。ステップＳ４の水蒸気処
理はステップＳ２の水蒸気処理と同条件で行うことがで
きる。

【０１５１】以上のように、本実施の形態によれば、薬
液処理前までに金属表面が完全に酸化されているため、
コロージョン及び欠損を共に完全に防止することが可能
である。

【０１５２】ここで被処理物９の代わりに被処理物３７
を用いて処理しても同様の効果が得られる。またステッ
プＳ２〜Ｓ４の工程を同一のアッシングチャンバ４０ａ
中で行う事もできるし、ステップＳ３，Ｓ４の工程を別
の処理チャンバや他の装置で行っても、本実施の形態と
同一の効果がある。

【０１５３】また、ステップＳ３のアッシングの際に、
Ｈ₂ＯとＯ₂の混合ガスで行えば、ステップＳ４の水蒸気
処理も同時に行われ、工程を短縮しつつ同様の効果を得
る事ができる。

【０１５４】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかる金属配
線の処理方法によれば、工程（ｂ）により、配線層の表
面を効率よく酸化し、工程（ａ）で残留したハロゲンを
除去して配線層の腐食が防止される。

【０１５５】この発明のうち請求項２にかかる金属配線
の処理方法によれば、オキソ酸は酸化剤として働く性質
を持っているため、金属配線の表面に酸化層が形成され
る。この酸化層が金属配線を保護するので、金属配線に
残留塩素が存在していたとしても防食マージンを十分確
保することができる。

【０１５６】この発明のうち請求項３にかかる金属配線
の処理方法によれば、工程（ｄ）により、工程（ｂ）で
生成される水とハロゲン化物とフォトレジストとの化合
物の安定化が行われ、工程（ｃ）において該化合物が変
質することがなくなる。よってレジスト残渣を容易に除
去することができる。

【０１５７】この発明のうち請求項４にかかる金属配線
の処理方法によれば、工程（ｂ）により、配線層の表面
を一層効率よく酸化し、工程（ａ）で残留したハロゲン
を除去して配線層の腐食が防止される。しかも工程
（ｂ）において水とハロゲン化物とフォトレジストとの
化合物の生成も抑制されると考えられる。よって工程
（ｃ）において該化合物が変質することもなく、よって
レジスト残渣を容易に除去することができる。

【０１５８】この発明のうち請求項５にかかる金属配線
の処理方法によれば、工程（ｂ）により、配線層の表面
を効率よく酸化し、工程（ａ）で残留したハロゲンを除
去して配線層の腐食が防止される。しかも工程（ｂ）に
おいて水とハロゲン化物とフォトレジストとの化合物の
生成も抑制されると考えられる。よって工程（ｃ）にお
いて該化合物が変質することもなく、よってレジスト残
渣を容易に除去することができる。

【０１５９】この発明のうち請求項６にかかる金属配線
の処理方法によれば、特に配線層が銅を主体とする構成
である場合、工程（ａ）においてレジストの表面に変質
層が生成されていると考えられるが、アッシングの際に
Ｎ₂ガスを添加すると、この変質層の除去に有効であ
る。

【０１６０】この発明のうち請求項７にかかる金属配線
の処理方法によれば、硝酸はＡｌ，Ｃｕの表面を不動態
化するので、工程（ｂ）で除去しきれなかった残留塩素
分が、後工程における熱処理などで金属と再反応する事
を抑制する。よってコロージョンおよび欠損に対して一
層マージンを広げることができる。

【０１６１】この発明のうち請求項８及び請求項１０に
かかる金属配線の処理方法によれば、オゾンはＡｌ，Ｃ
ｕの表面に強固な酸化層を形成するので、工程（ｂ）で
除去しきれなかった残留塩素分が、後工程における熱処
理などで金属と再反応する事を抑制する。よってコロー
ジョンおよび欠損に対して一層マージンを広げることが
できる。

【０１６２】この発明のうち請求項９にかかる金属配線
の処理方法によれば、紫外線を照射することによってオ
ゾンが生成される。チャンバ内において処理が可能であ
るので、エッチング処理とレジストのアッシング処理と
の間で大気圧に曝露することなく処理を請求項８にかか
る金属配線の処理方法の効果を得る事ができる。

【０１６３】この発明のうち請求項１１にかかる金属配
線の処理方法によれば、前記光が前記ＯＨ基を含むガス
を活性化させるので、より反応が促進されて効率よく金
属配線層の残留塩素分を除去する事ができる。

【０１６４】この発明のうち請求項１２にかかる金属配
線の処理方法によれば、前記荷電粒子ビーム光が前記Ｏ
Ｈ基を含むガスを活性化させるので、より反応が促進さ
れて効率よく金属配線層の残留塩素分を除去する事がで
きる。

【０１６５】この発明のうち請求項１３にかかる金属配
線の処理方法によれば、ＯＨ基を含むガスはプラズマ化
されてＯＨラジカルを生成する。ＯＨラジカルは金属配
線表面の酸化を促進して酸化物で金属配線表面をおお
い、更に金属と結合したハロゲンを置換する性質を有し
ている。従って、コロージョンや欠損に対する耐性を有
する。一方、Ｏ₂ ガスはプラズマ化されないので、レジ
ストの重合が促進されて完全なアッシングが困難になる
ということもなく、完全なアッシングが可能である。

【０１６６】この発明のうち請求項１４にかかる金属配
線の処理方法によれば、解離によって生じたＯＨラジカ
ルは金属と結合したハロゲンを置換する性質を有してい
るので、コロージョンや欠損に対する耐性を有する。ま
たＯＨ基を含むガスがプラズマ化されないので微量の酸
素含有プラズマ（Ｏ⁺ ，Ｏ₂ ⁺などのイオン）もウエハ上
に供給されず、再重合によるレジストの変質は全く生じ
ない。

【０１６７】この発明のうち請求項１５にかかる金属配
線の処理方法によれば、熱化学反応によるレジストの完
全アッシングとコロージョン防止を同時に行えるだけで
なく、金属配線表面がＯＨラジカルを触媒として酸化さ
れるため、より一層コロージョン、欠損に対して耐性の
ある金属配線を形成することができる。

【０１６８】この発明のうち請求項１６にかかる金属配
線の処理方法によれば、アッシングによりフォトレジス
トおよび金属配線の側壁に付着した膜を除去した後、再
度水蒸気処理を行うことにより配線金属の表面を完全に
酸化し、その後に施される薬液処理に起因する欠損の発
生を防止することができる。

【０１６９】この発明のうち請求項１７にかかる金属配
線の処理方法によれば、工程を短縮して請求項１６にか
かる金属配線の処理方法の効果を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態２にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図３】本発明の実施の形態３にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図４】本発明の実施の形態４にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図５】本発明の実施の形態５にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図６】本発明の実施の形態６にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図７】本発明の実施の形態７にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図８】本発明の実施の形態７にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図９】本発明の実施の形態９にかかる製造装置を示
す構成図である。

【図１０】本発明の実施の形態１０にかかる製造装置
を示す構成図である。

【図１１】本発明の実施の形態１１にかかる製造装置
を示す構成図である。

【図１２】本発明の実施の形態１２にかかる製造装置
を示す構成図である。

【図１３】本発明の実施の形態１３にかかる製造装置
を示す構成図である。

【図１４】本発明の実施の形態１５の工程を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】６，３４エッチングチャンバ、９，３７被処理物、
１４減圧加熱チャンバ、１５加熱試料台、２１冷
却チャンバ、２２，３８冷却試料台、２６，４０ａ
アッシングチャンバ、４０加圧加熱チャンバ、Ｂオ
ゾンガス雰囲気、Ｃ，ＤＯＨ基が活性化されたガス分
子雰囲気、２００アッシング処理装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）基板上に設けられたアルミニウム
及び銅の少なくとも一方を主成分とする配線層を、ハロ
ゲンを含む第１の反応ガスを用い、フォトレジストをマ
スクとし、所定のパターンにドライエッチングする工程
と、（ｂ）前記基板を、ＯＨ基を含むガスを少なくとも有す
る雰囲気で加熱処理する工程とを備える金属配線の処理
方法。
【請求項２】前記ＯＨ基を含むガスはオキソ酸類［Ｘ
Ｏｍ（ＯＨ）ｎ；Ｘはハロゲン以外の任意の元素、ｍ，
ｎは原子価］である、請求項１記載の金属配線の処理方
法。
【請求項３】前記ＯＨ基を含むガスはＨ₂Ｏガスであ
り、前記工程（ｂ）の後に（ｃ）前記基板に対して、少なく
ともＯ₂ ガスを含む第２の反応ガスを曝し、前記フォト
レジストをアッシングする工程と、（ｄ）前記基板を常圧にて冷却する工程を更に備える請
求項１記載の金属配線の処理方法。
【請求項４】（ａ）基板上に設けられたアルミニウム
及び銅の少なくとも一方を主成分とする配線層を、ハロ
ゲンを含む第１の反応ガスを用い、フォトレジストをマ
スクとし、所定のパターンにドライエッチングする工程
と、（ｂ）前記基板を加熱、加圧下で、少なくともＨ₂ Ｏガ
スを含む雰囲気に曝す工程と、（ｃ）前記基板に対して、少なくともＯ₂ ガスを含む第
２の反応ガスを曝し、前記フォトレジストをアッシング
する工程とを備える金属配線の処理方法。
【請求項５】（ａ）基板上に設けられたアルミニウム
及び銅の少なくとも一方を主成分とする配線層を、ハロ
ゲンを含む第１の反応ガスを用い、フォトレジストをマ
スクとし、所定のパターンにドライエッチングする工程
と、（ｂ）前記基板を加圧下で、少なくともＨ₂ＯガスとＮ₂
ガスとを含む雰囲気で加熱処理する工程と、（ｃ）前記基板に対して、少なくともＯ₂ ガスを含む第
２の反応ガスを曝し、前記フォトレジストをアッシング
する工程とを備える金属配線の処理方法。
【請求項６】前記第２の反応ガスは、Ｎ₂ガスをも含
む請求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載の金属配
線の処理方法。
【請求項７】前記工程（ｂ）の後に（ｃ）前記基板
を、少なくとも硝酸を含むガス雰囲気にて加熱処理を行
う工程を更に備える請求項１記載の金属配線の処理方
法。
【請求項８】前記工程（ｂ）の後に（ｃ）前記基板に
オゾンを供給し、前記金属配線の表面を酸化させる工程
を更に備える請求項１記載の金属配線の処理方法。
【請求項９】前記工程（ｃ）は（ｃ−１）前記基板
を、少なくとも酸素を含むガス雰囲気にて紫外線を照射
しつつ加熱処理を行う工程を有する請求項８記載の金属
配線の処理方法。
【請求項１０】前記工程（ｃ）は（ｃ−１）前記基板
を純水にオゾンを溶かしたオゾン水に浸漬する工程を有
する請求項８記載の金属配線の処理方法。
【請求項１１】前記工程（ｂ）は、前記ＯＨ基を含む
ガスが吸収する波長を有する光を照射しつつ行う、請求
項１記載の金属配線の処理方法。
【請求項１２】前記工程（ｂ）は、前記ＯＨ基を含む
ガスが吸収する波長に対応するエネルギーを有する荷電
粒子ビームを照射しつつ行う、請求項１記載の金属配線
の処理方法。
【請求項１３】前記工程（ｂ）において前記ＯＨ基を
含むガスはプラズマ化され、前記雰囲気はＯ₂ガスを更
に有する、請求項１記載の金属配線の処理方法。
【請求項１４】前記工程（ｂ）において、前記雰囲気
はプラズマ化された不活性ガスを更に有し、前記ＯＨ基
を含むガスは前記プラズマ化された不活性ガスによって
解離される、請求項１記載の金属配線の処理方法。
【請求項１５】前記雰囲気はＯ₂ ガスを更に有する請
求項１４記載の金属配線の処理方法。
【請求項１６】（ｃ）前記基板に対して、少なくとも
Ｏ₂ ガスを含む第２の反応ガスを曝し、前記フォトレジ
ストをアッシングする工程と、（ｄ）前記基板を、Ｈ₂Ｏガスを有する雰囲気で加熱処
理する工程とを更に備える請求項１記載の金属配線の処
理方法。
【請求項１７】（ｃ）前記基板に対して、少なくとも
Ｏ₂ ガスとＨ₂Ｏガスとを含む第２の反応ガスを曝し、
前記フォトレジストをアッシングしつつ加熱処理する工
程を更に備える請求項１記載の金属配線の処理方法。